WO2022024888A1 - プローブガイド - Google Patents

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WO2022024888A1
WO2022024888A1 PCT/JP2021/027215 JP2021027215W WO2022024888A1 WO 2022024888 A1 WO2022024888 A1 WO 2022024888A1 JP 2021027215 W JP2021027215 W JP 2021027215W WO 2022024888 A1 WO2022024888 A1 WO 2022024888A1
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WO
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opening
probe
hole
silicon carbide
wall surface
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/027215
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English (en)
French (fr)
Inventor
裕一 阿部
Original Assignee
京セラ株式会社
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices

Definitions

  • This disclosure relates to probe guides.
  • the probe card used in the semiconductor wafer inspection process includes a plurality of probe pins that come into contact with individual LSI (Large-Scale Integration) chips on the wafer, and a probe guide that guides the plurality of probe pins.
  • the probe guide has a plurality of guide holes, and the probe pin can be accurately positioned by inserting the probe pin into each guide hole.
  • the probe guide according to one aspect of the present disclosure is a probe guide for guiding the probe pin, and includes a substrate made of ceramics and having a plurality of through holes through which the probe pin is inserted. Further, the substrate has a SiO film at least in a part of the through hole.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a probe card according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the probe guide according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line III-III shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic enlarged view of the streak-shaped groove according to the embodiment and the voids located around the groove.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the altered portion according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of the crystal structure of the silicon carbide sintered body according to the embodiment.
  • FIG. 7 is an observation photograph of the inner wall surface of the first opening of the through hole of the probe guide according to the embodiment.
  • FIG. 8 is an observation photograph of the inner wall surface in the central portion in the penetration direction of the through hole of the probe guide according to the embodiment.
  • FIG. 9 is an observation photograph of the inner wall surface of the second opening of the through hole of the probe guide according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a probe card according to an embodiment.
  • the probe card 1 is a connection jig used for electrical inspection of a large number of LSI (Large-Scale Integration) chips formed on a wafer in a semiconductor wafer inspection process, and is an LSI chip and an LSI tester. It is used for the purpose of electrically connecting to and.
  • LSI Large-Scale Integration
  • the probe card 1 includes a printed wiring board 10, an ST (space transformer) board 15, a plurality of probe pins 20, and a plurality of (here, two) probe guides 30.
  • the probe card 1 may include at least one probe guide 30.
  • the printed wiring board 10 has, for example, a disk shape.
  • the printed wiring board 10 is provided with a plurality of external terminals (not shown) for inputting / outputting signals to / from the LSI tester.
  • the ST board 15 is provided on the lower surface of the printed wiring board 10.
  • a plurality of contact members 16 are arranged on the lower surface of the ST substrate 15 at a pitch narrower than that of the plurality of external terminals described above.
  • the ST substrate 15 is electrically connected to the probe pin 20 via the contact member 16, and the contact member 16 is electrically connected to the above-mentioned external terminal.
  • the probe pin 20 is a pin-shaped (slender shape) member, is electrically connected to the above-mentioned contact member 16 at the base end portion, and is in contact with the electrode of the LSI chip at the tip end portion.
  • the probe guide 30 is arranged between the ST substrate 15 and the wafer (not shown).
  • the probe guide 30 is a guide member for guiding a plurality of probe pins 20, and has a plurality of through holes 32 through which the probe pins 20 are inserted.
  • the upper probe guide 30 close to the ST substrate 15 is restricted from moving in the vertical direction (Z-axis direction) and the horizontal direction (X-axis direction and Y-axis direction). That is, they are arranged in a fixed state.
  • the lower probe guide 30 is arranged in a state where it is allowed to move in the horizontal direction, in other words, in a slidable state.
  • the probe pin 20 is in a state where a predetermined pressing force is applied from above in order to stabilize the contact state with the contact member 16. As a result, the contact member 16 is pushed down and the lower probe guide 30 slides in the horizontal direction. In this state, the lower probe guide 30 is fixed by a fixing portion (not shown), so that the plurality of probe pins 20 are positioned.
  • the probe guide 30 has a flat plate-shaped substrate 31.
  • the substrate 31 is arranged so as to be parallel to the printed wiring board 10 and the ST substrate 15 at a position separated from the printed wiring board 10 and the ST substrate 15 by a mounting member (not shown).
  • the substrate 31 of the probe guide 30 is made of ceramics, specifically, a silicon carbide sintered body. The specific material of the substrate 31 will be described later.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the probe guide 30 according to the embodiment.
  • the substrate 31 of the probe guide 30 has a plurality of through holes 32 through which the probe pins 20 are inserted.
  • the through hole 32 is a through hole that penetrates the substrate 31 in the thickness direction (vertical direction), and is at least larger than the outer diameter of the probe pin 20.
  • the shape of the through hole 32 is not limited to a square shape in a plan view, but may be circular or the like.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line III-III shown in FIG.
  • the substrate 31 of the probe guide 30 has a SiO (silicon oxide) film 33.
  • the substrate 31 has a first SiO film 33a formed on the inner wall surface of the through hole 32 and a second SiO film 33b formed on the outer surface of the substrate 31.
  • the probe guide 30 according to the embodiment has the SiO film 33 in the through hole 32.
  • the insulation resistance inside the through hole 32 can be increased as compared with the case where the SiO film 33 is not provided.
  • the electrical reliability can be improved.
  • the substrate 31 may have a SiO film 33 at least in a part of the through hole 32. Further, the first SiO film 33a may contain an amorphous SiO.
  • the first SiO film 33a formed on the inner wall surface of the through hole 32 is thicker than the second SiO film 33b formed on the outer surface of the substrate 31.
  • the thickness of the second SiO film 33b is about 100 nm, while the thickness of the first SiO film 33a is about 1 ⁇ m.
  • the insulation resistance inside the through hole 32 can be further increased.
  • the second SiO film 33b formed on the outer surface of the substrate 31 relatively thin, static electricity generated by the probe pin 20 sliding inside the through hole 32 is transferred from the outer surface of the substrate 31 to the substrate. It can be easily released to the outside of 31. That is, the static elimination effect can be enhanced. Therefore, according to the probe guide 30 according to the embodiment, the electrical reliability can be further improved.
  • the first SiO film 33a is, for example, an oxide film formed by laser ablation generated when a through hole 32 is formed in the substrate 31 by laser processing in an oxygen-containing atmosphere.
  • the second SiO film 33b can be formed, for example, by polishing the outer surface of the substrate 31.
  • the SiO film 33 may contain Ti (titanium), specifically, a Ti—O compound. Thereby, the insulation resistance can be further increased.
  • the through hole 32 has a streak-shaped groove 34 in at least a part of the inner wall surface of the opening (first opening 32a described later).
  • the groove 34 is a vertical streak that is long in the penetrating direction (generally vertical direction) of the through hole 32, and a plurality of grooves 34 are formed on the inner wall surface of the opening.
  • the probe pin 20 may move up and down inside the through hole 32.
  • the probe guide 30 according to the embodiment has a streak-shaped groove 34 in at least a part of the inner wall surface at the opening of the through hole 32, thereby reducing the contact area between the probe pin 20 and the inner wall surface of the through hole 32. be able to. This makes it possible to improve the slidability of the probe pin 20.
  • FIG. 4 is a schematic enlarged view of the streak-shaped groove 34 according to the embodiment and the voids located around the groove 34.
  • the streak-shaped groove 34 has a shape that narrows from the first opening 32a toward the second opening 32b.
  • the width W1 on the first opening 32a side of the streak groove 34 is larger than the width W2 on the second opening 32b side of the streak groove 34.
  • the width referred to here is a width in a direction orthogonal to the penetration direction (here, the Z-axis direction) of the through hole 32.
  • the width of the streak-shaped groove 34 is larger than the width W3 of the void V located on the inner wall surface of the through hole 32.
  • FIG. 4 shows an example in which the width W3 of the void V is smaller than the width W2 on the second opening 32b side of the streak groove 34, but the width W3 of the void V is at least the streak groove 34. It should be smaller than the average width of. Further, the width of the void V may be the average width of the plurality of void Vs located on the inner wall surface of the through hole 32.
  • the streaky grooves 34 are located more in the first opening 32a than in the second opening 32b.
  • the wear debris generated in the process of sliding the probe pin 20 inside the through hole 32 is collected in the streak-shaped groove 34 located in the first opening 32a far from the wafer.
  • the streak-shaped groove 34 can be formed at a desired position in a desired shape by appropriately adjusting the irradiation position, irradiation direction, irradiation region, and the like of the laser, for example. Further, the laser passing through the void V consumes less energy in the traveling direction than the case where the laser passes through the place where the void V does not exist (that is, the place where the ceramics exist), and the periphery of the void V is correspondingly reduced. The processing will proceed further in. This makes it possible to form a streak-like groove 34 wider than the width of the void V.
  • the through hole 32 has an altered portion 35 on at least a part of the inner wall surface in the central portion in the penetration direction.
  • the altered portion 35 is, for example, a region formed by concentrating the energy of the laser when forming the through hole 32 in the substrate 31 by laser processing, and has a processed state with other regions of the inner wall surface of the through hole 32. different.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the altered portion 35 according to the embodiment. As shown in FIG. 5, the altered portion 35 has a plurality of protrusions 35a protruding from the inner wall surface of the through hole 32.
  • the probe pin 20 comes into contact with the protrusion 35a at the central portion of the through hole 32 in the penetration direction.
  • the contact area between the probe pin 20 and the through hole 32 can be reduced, and the slidability of the probe pin 20 can be improved.
  • friction between the probe pin 20 and the through hole 32 is less likely to occur, it is possible to suppress the generation of static electricity due to friction. That is, the electrical characteristics of the probe guide 30 can be improved.
  • two openings specifically, a first opening 32a and a second opening 32b are located at both ends of the through hole 32 according to the embodiment in the penetration direction. These openings 32a and 32b have different opening areas, and the first opening 32a has a larger opening area than the second opening 32b.
  • the peripheral edge 32c of the first opening 32a is a convex curved surface (R surface) that inclines downward from the outer surface of the substrate 31 toward the inner wall surface of the through hole 32.
  • FIG. 3 shows an example in which the through hole 32 has a tapered shape in which the diameter is gradually reduced from the first opening 32a toward the second opening 32b, but the through hole 32 is not necessarily tapered. It does not have to be, and may be linear, for example. Also in this case, the opening area of the first opening 32a having the R-shaped peripheral edge 32c is larger than that of the second opening 32b.
  • the oxygen content of the inner wall surface in the second opening 32b is lower than the oxygen content of the inner wall surface in the first opening 32a.
  • the second opening 32b which has a smaller opening area than the first opening 32a, has high positioning accuracy of the probe pin 20, but has a small clearance with the probe pin 20, so that it easily comes into contact with the probe pin 20.
  • the smaller the oxygen content of the inner wall surface the higher the precision machining and the better the sliding characteristics. Therefore, the oxygen content of the inner wall surface of the second opening 32b, which easily comes into contact with the probe pin 20, is lowered to improve the slidability of the probe pin 20 in the second opening 32b, whereby the probe guide 30 is electrically operated.
  • the characteristics and sliding characteristics can be improved in a well-balanced manner.
  • the vertical relationship between the openings 32a and 32b is not limited to the example shown in FIG.
  • the second opening 32b which has a smaller opening area than the first opening 32a, has high positioning accuracy of the probe pin 20. Therefore, for example, the upper probe guide 30 of the two probe guides 30 shown in FIG. 1 is arranged with the second opening 32b facing upward, that is, toward the ST substrate 15, and the lower probe.
  • the guide 30 may be arranged with the second opening 32b facing downward, that is, facing the wafer side.
  • the material of the substrate 31 (an example of a member for a semiconductor inspection device) according to the embodiment will be described.
  • the silicon carbide sintered body constituting the substrate 31 according to the embodiment is used for the probe guide 30.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of the crystal structure of the silicon carbide sintered body according to the embodiment.
  • the silicon carbide sintered body 50 according to the embodiment has a main phase 52 which is silicon carbide and a first sub-phase 53 containing carbon and nitrogen.
  • the first subphase 53 is, for example, a phase in which carbon and nitrogen are aggregated alone, or a phase composed of graphite-like carbon nitride or amorphous carbon nitride which is a compound of carbon and nitrogen.
  • a phase in which carbon and nitrogen are aggregated independently a compound composed of carbon and nitrogen is not recognized.
  • a transmission electron microscope equipped with an energy dispersive X-ray spectroscope is used to select the phase components. The phase in which carbon and nitrogen were identified when analyzed.
  • the conductivity of carbon is suppressed by nitrogen by having the first subphase 53 as described above, and a voltage having a high electric field strength is applied.
  • the main phase 52 preferably has a low content of elements other than carbon and silicon, for example, nitrogen and boron, and contains nitrogen and boron with respect to 100% by mass of silicon carbide constituting the main phase 52. It is preferable that the amounts are each 0.11% by mass or less. Since the content of elements other than carbon and silicon is limited in the main phase 52, the inclusion of elements other than carbon and silicon suppresses the increase of lattice defects of the crystals constituting the main phase 52. be able to. That is, since the decrease in volume resistivity due to the flow of current through the lattice defects can be suppressed, a silicon carbide sintered body having a larger volume resistivity can be obtained.
  • the first sub-phase 53 is preferably a phase having a circular cross section, and the residual stress generated in the main phase 52 can be reduced, so that the mechanical properties are less likely to deteriorate.
  • the carbon and nitrogen contents in the first subphase 53 are, for example, 30 atomic% or more and 80 atomic% or less of carbon and 20 atomic% of nitrogen with respect to the elements constituting the first subphase 53.
  • it is 70 atomic% or more, it is preferable because a high volume resistance can be maintained even when a voltage having a high electric field strength is applied.
  • at least one of boron, silicon, and argon may be contained as long as the content is less than the content of each of these elements.
  • boron, silicon and argon can be contained in a range of 25 atomic% or less in total with respect to the elements constituting the first subphase 53.
  • the content (atomic%) of each element in the first subphase 53 can be determined by a thin film approximation method using a transmission electron microscope equipped with an energy dispersive X-ray spectroscope.
  • the measurement time and measurement energy range may be, for example, 50 seconds and 0.14 to 20.5 keV.
  • the silicon carbide sintered body 50 according to the embodiment is a silicon carbide sintered body when the content of nitrogen with respect to 100% by mass of the silicon carbide sintered body is 0.3% by mass or more and 1% by mass or less. There is a tendency that the volume modulus of 50 can be maintained high, and further, mechanical properties such as static elastic modulus and mechanical strength can be maintained high.
  • the silicon carbide sintered body 50 according to the embodiment further has boron nitride as the second subphase 54.
  • the volume resistivity can be maintained higher due to the presence of the second subphase 54, which is less likely to conduct electricity than silicon carbide, even when a voltage having a high electric field strength is applied. ..
  • the nitrogen content with respect to 100% by mass of the silicon carbide sintered body is the nitrogen constituting the boron nitride.
  • the volumetric modulus of the silicon carbide sintered body 50 tends to be maintained higher, and further, the static elastic modulus and mechanical It is preferable because it tends to maintain higher mechanical properties such as strength.
  • the maximum crystal particle size of the main phase 52, the first sub-phase 53 and the second sub-phase 54 is 10 ⁇ m or less.
  • the density of LSI chips formed on the wafer is increasing, and the pitch between the through holes 32 and the opening area of the through holes 32 tend to be reduced accordingly.
  • the maximum crystal particle diameter in the silicon carbide sintered body 50 is 10 ⁇ m or less, the through holes 32 can be formed with high accuracy even when the pitch between the through holes 32 and the opening area of the through holes 32 are reduced. Can be done.
  • the silicon carbide sintered body 50 is thinned by an ion milling method using argon (Ar) ions to prepare an observation sample.
  • the thin-film observation sample is cut to a thickness of, for example, about 1 mm, and then punched out to a size that can be attached to the holder of the device used for measurement, centering on the portion to be observed.
  • the magnification, acceleration voltage, and observation range of the observation sample are set to 12500 times, 200 kV, 14.5 ⁇ m ⁇ 14.5 ⁇ m, respectively, and the components of each phase.
  • the presence of the first subphase 53 and the second subphase 54 can be confirmed by identifying.
  • the content of the components of each phase contained in the silicon carbide sintered body can be determined as follows.
  • the contents of silicon and boron contained in the silicon carbide sintered body are determined by ICP emission spectroscopy or fluorescent X-ray analysis.
  • the specific method for determining the content by ICP emission spectroscopic analysis is to add boric acid and sodium carbonate to a sample obtained by crushing a part of a silicon carbide sintered body in a cemented carbide mortar as a pretreatment and melt it. Then, after allowing to cool, the solution is dissolved in a hydrochloric acid solution, the solution is transferred to a flask, diluted with water to the marked line to make a constant volume, and measured with an ICP emission spectrophotometer together with a calibration curve solution to contain silicon. The amount can be calculated.
  • the carbon and nitrogen contents contained in the silicon carbide sintered body 50 may be measured in accordance with the chemical analysis method for silicon carbide fine powder specified in JIS R 1616-2007, and more specifically.
  • the infrared absorption method may be used
  • the thermal conductivity method may be used.
  • the composition formula of the main phase 52 constituting the silicon carbide sintered body 50 was identified by an X-ray diffraction method using CuK ⁇ rays, and a component other than silicon carbide, for example, boron or nitrogen, was added to the main phase 52.
  • a component other than silicon carbide for example, boron or nitrogen
  • the spectrum obtained by the X-ray diffraction method is analyzed by the Rietveld method to determine the solid solution amounts (each content) of boron and nitrogen in the main phase 52.
  • the silicon carbide sintered body 50 is silicon carbide (main phase 52), a phase in which carbon and nitrogen are aggregated independently (first subphase 53), and boron nitride (second subphase 54).
  • the phase consists of the above phases, the amount of carbon in the main phase 52 is calculated from the content of silicon, and the amount of carbon in the main phase 52 is calculated from the amount of carbon in the silicon carbide sintered body 50. By subtracting it, the amount of carbon in the first subphase 53 can be calculated.
  • the content of nitrogen contained in the silicon carbide sintered body 50 is regarded as the boron in the second subphase 54, and the amount of nitrogen in the second subphase 54 is calculated from the amount of boron to obtain the second subphase 54.
  • the amount of nitrogen in the first sub-phase 53 can be calculated by subtracting the amount of nitrogen in the sub-phase 54 from the amount of nitrogen in the silicon carbide sintered body 50. That is, the content of the first subphase 53 can be calculated.
  • the amount of boron in the second sub-phase 54 is the amount of boron in the main phase 52 from the content of boron contained in the silicon carbide sintered body 50. It can be regarded as the amount obtained by subtracting the content.
  • the total ratio of the 3C type and the 4H type among the crystal polymorphs of silicon carbide is 20% or less.
  • silicon carbide includes 2H type, 3C type, 4H type, 6H type, 15R type, 33R type and the like as crystal polymorphs classified according to the difference in crystal structure and stacking cycle.
  • the silicon carbide sintered body has 3C type, which is also called ⁇ type, and 4H type, 6H type, and 15R type, which are also called ⁇ type, as crystal polymorphs. Since the 3C type and 4H type are crystal polymorphs containing many lattice defects, the total ratio of the 3C type and 4H type among the crystal polymorphs of silicon carbide is set to 20% or less, so that the current can be passed through the lattice defects. Since the decrease in volume resistivity due to the flow of electric current can be suppressed, the silicon carbide sintered body 50 having a larger volume resistivity can be obtained.
  • the spectrum obtained by the X-ray diffraction method may be obtained by the Rietveld method, and the ratio of 3C type and 4H type can be obtained based on the quantified value of each polymorph. Just do it.
  • the boron content is 0.5% by mass or less.
  • the silicon carbide sintered body 50 according to the embodiment has a content of chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, vanadium, zirconium and tungsten of 200% by mass or less, respectively.
  • the silicon nitride sintered body 50 that can maintain a larger volume resistivity is used. be able to.
  • the content of each of these metal components may be determined by ICP emission spectroscopy or fluorescent X-ray analysis.
  • the silicon carbide sintered body 50 according to the embodiment has a relative density of 96.5% or more.
  • the relative density of the silicon carbide sintered body 50 is determined by determining the apparent density of the silicon carbide sintered body 50 in accordance with JIS R 1634-1998, and this apparent density is used as the apparent density of the silicon carbide sintered body 50. It may be obtained by dividing by the theoretical density.
  • electrodes made of silver are formed on both main surfaces, and the volume resistivity when a voltage having an electric field strength of 600 V / mm is applied between the electrodes is 10. It is preferably 7 ⁇ ⁇ m or more and 10 10 ⁇ ⁇ m or less.
  • the volume resistivity of the silicon carbide sintered body 50 is within the above range, for example, when the silicon carbide sintered body 50 is used as an electrostatic adsorption member, a voltage having a high electric field strength of 600 V / mm is applied. However, since a high volume resistivity can be maintained, it can be made highly reliable. Further, when the volume resistivity is in the above range, the Johnson-Labeck force is obtained, and there is a tendency to obtain a high suction force as an electrostatic adsorption member.
  • the volume resistivity of the silicon carbide sintered body 50 is within the above range, for example, when the silicon carbide sintered body 50 is used as a member for a semiconductor inspection device, the applied voltage is low, so 10
  • the volume resistivity of about 9 ⁇ ⁇ cm it is possible to suppress the occurrence of electrical problems such as the probe pins 20 conducting with each other via the partition wall of the ceramics, and thus reliability. Can be high.
  • the volume resistivity may be obtained in accordance with JIS C 2141-1992.
  • the test piece of the silicon carbide sintered body 50 for measuring the volume resistivity uses a disk having a diameter and a thickness of 50 mm and 2.5 mm, respectively, on both main surfaces of the test piece.
  • An electrode made of silver may be formed, and the volume resistivity when a voltage having an electric field strength of 600 V / mm is applied between the electrodes may be obtained.
  • a silicon carbide powder having a purity of 99.8% by mass was prepared, water and a dispersant were added, and the powder was placed in a ball mill and pulverized and mixed for 50 hours to form a slurry. Then, to 100 parts by mass of the silicon carbide powder, 0.4 parts by mass of the boron carbide powder, 1.4 parts by mass of the phenol resin in terms of carbon and a binder are added to the slurry, and the mixture is pulverized and mixed, and then spray-dried. As a result, granules having a main component of silicon carbide were obtained.
  • a laser was irradiated from one surface of the produced silicon carbide sintered body 50 in an atmospheric atmosphere to form a square through hole having an opening width of 50 ⁇ m in the silicon carbide sintered body 50.
  • the laser irradiation at this time forms a SiO film on the inner wall surface of the through hole.
  • a SiO film was formed on the outer surface of the silicon carbide sintered body 50.
  • FIG. 7 is an observation photograph of the inner wall surface of the first opening of the through hole of the probe guide according to the embodiment
  • FIG. 8 is an observation photograph of the inner wall surface of the probe guide of the embodiment in the central portion of the through hole in the penetration direction
  • 9 is an observation photograph of the inner wall surface of the second opening of the through hole of the probe guide according to the embodiment.
  • the first opening is an opening formed on the laser irradiation surface of the silicon carbide sintered body 50.
  • a large number of voids are exposed on the inner wall surface of the first opening, and streaky grooves are located on the inner wall surface.
  • a concavo-convex altered portion is located on the inner wall surface in the central portion in the penetrating direction.
  • the oxygen content at each position shown in FIGS. 7 to 9 was measured by ICP emission spectroscopy or fluorescent X-ray analysis.
  • the oxygen content of the inner wall surface in the first opening was 4.2%
  • the oxygen content of the inner wall surface in the second opening was 2.2%. From this, it can be seen that the oxygen content of the inner wall surface in the second opening is lower than the oxygen content of the inner wall surface in the first opening.
  • the probe guide according to the embodiment is a probe guide for guiding the probe pin, and includes a substrate made of ceramics and having a plurality of through holes through which the probe pin is inserted. Further, the substrate has a SiO film at least in a part of the through hole.
  • Probe card 2 Through hole 10: Printed wiring board 15: ST board 16: Contact member 20: Probe pin 30: Probe guide 31: Base 32: Through hole 32a: First opening 32b: Second opening 33: SiO film 34: Groove 35: Altered portion 35a: Protrusion 50: Silicon carbide sintered body 52: Main phase 53: First subphase 54: Second subphase

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Abstract

本開示によるプローブガイド（３０）は、プローブピン（２０）を案内するプローブガイドであって、セラミックスからなり、プローブピン（２０）が挿通される複数の貫通孔（３２）を有する基体（３１）を備える。また、基体（３１）は、少なくとも貫通孔（３２）の一部にＳｉＯ膜（３３）を有する。

Description

プローブガイド
　本開示は、プローブガイドに関する。
　半導体ウエハの検査工程に用いられるプローブカードは、ウエハ上の個々のＬＳＩ（Large-Scale　Integration）チップと接触する複数のプローブピンと、これら複数のプローブピンを案内するプローブガイドとを備える。プローブガイドは、複数のガイド穴を有しており、各ガイド穴にプローブピンを挿通させることで、プローブピンを正確に位置決めすることができる。
特開平１１－３８０４４号公報
　本開示の一態様によるプローブガイドは、プローブピンを案内するプローブガイドであって、セラミックスからなり、プローブピンが挿通される複数の貫通孔を有する基体を備える。また、基体は、少なくとも貫通孔の一部にＳｉＯ膜を有する。
図１は、実施形態に係るプローブカードの構成を模式的に示した図である。 図２は、実施形態に係るプローブガイドの模式的な平面図である。 図３は、図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩ矢視における模式的な断面図である。 図４は、実施形態に係る筋状の溝およびその周辺に位置するボイドの模式的な拡大図である。 図５は、実施形態に係る変質部の模式的な断面図である。 図６は、実施形態に係る炭化珪素質焼結体の結晶構造の一例を示す模式的な図である。 図７は、実施例に係るプローブガイドが有する貫通孔の第１開口部における内壁面の観察写真である。 図８は、実施例に係るプローブガイドが有する貫通孔の貫通方向中央部における内壁面の観察写真である。 図９は、実施例に係るプローブガイドが有する貫通孔の第２開口部における内壁面の観察写真である。
　以下に、本開示によるプローブガイドを実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
　また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、たとえば製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。
　また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。
　プローブピンを案内するプローブガイドにおいては、電気的信頼性のさらなる向上が望まれる。本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、電気的信頼性の高いプローブガイドを提供する。
＜プローブカードの構成＞
　まず、実施形態に係るプローブカードの構成について図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係るプローブカードの構成を模式的に示した図である。
　実施形態に係るプローブカード１は、半導体ウエハの検査工程において、ウエハ上に形成された多数のＬＳＩ（Large-Scale　Integration）チップの電気的検査に用いられる接続治具であり、ＬＳＩチップとＬＳＩテスタとを電気的に接続する目的で使用される。
　プローブカード１は、プリント配線基板１０と、ＳＴ（スペーストランスフォーマー）基板１５と、複数のプローブピン２０と、複数（ここでは２つ）のプローブガイド３０とを備える。なお、プローブカード１は、少なくとも１つのプローブガイド３０を備えていればよい。
　プリント配線基板１０は、たとえば円盤形状を有する。プリント配線基板１０には、ＬＳＩテスタとの間で信号の入出力を行うための複数の外部端子（図示せず）等が設けられている。
　ＳＴ基板１５は、プリント配線基板１０の下面に設けられる。ＳＴ基板１５の下面には、複数の接点部材１６が、上述した複数の外部端子よりも狭いピッチで配列されている。ＳＴ基板１５は、接点部材１６を介してプローブピン２０と電気的に接続され、接点部材１６は、上述した外部端子に電気的に接続される。
　プローブピン２０は、ピン状（細長形状）の部材であり、基端部において上述した接点部材１６に電気的に接続されるとともに、先端部においてＬＳＩチップの電極と接触する。
　プローブガイド３０は、ＳＴ基板１５とウエハ（図示せず）との間に配置される。プローブガイド３０は、複数のプローブピン２０を案内するガイド部材であり、プローブピン２０を挿通させる複数の貫通孔３２を有する。
　一例として、２つのプローブガイド３０のうち、ＳＴ基板１５に近い上側のプローブガイド３０は、垂直方向（Ｚ軸方向）および水平方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）への移動が規制された状態すなわち固定された状態で配置される。これに対し、下側のプローブガイド３０は、水平方向への移動が許容される状態、言い換えれば、スライド可能な状態で配置される。
　プローブピン２０は、接点部材１６との接触状態を安定させるために上方から所定の押圧力が加えられた状態となっている。これにより、接点部材１６は下方に押し下げられるとともに、下側のプローブガイド３０は水平方向にスライドする。この状態で下側のプローブガイド３０が図示しない固定部により固定されることで、複数のプローブピン２０が位置決めされる。
　プローブガイド３０は、平板状の基体３１を有する。基体３１は、図示しない取付部材により、プリント配線基板１０およびＳＴ基板１５から離隔した位置において、プリント配線基板１０およびＳＴ基板１５と平行となるように配置される。
　プローブガイド３０の基体３１は、セラミックス、具体的には、炭化珪素質焼結体からなる。なお、基体３１の具体的な材質については、後述する。
　図２は、実施形態に係るプローブガイド３０の模式的な平面図である。図１および図２に示すように、プローブガイド３０の基体３１は、プローブピン２０が挿通される複数の貫通孔３２を有する。貫通孔３２は、基体３１を厚さ方向（垂直方向）に貫く貫通孔であり、少なくともプローブピン２０の外径よりも大きい。なお、実施形態において、貫通孔３２の形状は、平面視において四角形状であるものとするが、これに限らず、円形等であってもよい。
　図３は、図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩ矢視における模式的な断面図である。図３に示すように、プローブガイド３０の基体３１は、ＳｉＯ（酸化珪素）膜３３を有する。具体的には、基体３１は、貫通孔３２の内壁面に形成された第１ＳｉＯ膜３３ａと、基体３１の外表面に形成された第２ＳｉＯ膜３３ｂとを有する。
　このように、実施形態に係るプローブガイド３０は、貫通孔３２にＳｉＯ膜３３を有する。これにより、ＳｉＯ膜３３を有しない場合と比較して、貫通孔３２の内部の絶縁抵抗を増加させることができる。貫通孔３２の内部の絶縁抵抗を増加させることで、たとえば、プローブピン２０同士がセラミックスの隔壁を介して導通してしまう等の電気的な不具合が発生することを抑制することができる。したがって、実施形態に係るプローブガイド３０によれば、電気的信頼性を高めることができる。
　なお、基体３１は、少なくとも貫通孔３２の一部にＳｉＯ膜３３を有していればよい。また、第１ＳｉＯ膜３３ａは、アモルファスＳｉＯを含有していてもよい。
　また、貫通孔３２の内壁面に形成される第１ＳｉＯ膜３３ａは、基体３１の外表面に形成される第２ＳｉＯ膜３３ｂよりも厚い。たとえば、第２ＳｉＯ膜３３ｂの厚みが１００ｎｍ程度であるのに対し、第１ＳｉＯ膜３３ａの厚みは１μｍ程度である。
　このように、貫通孔３２の内壁面に形成される第１ＳｉＯ膜３３ａを相対的に厚くすることで、貫通孔３２の内部の絶縁抵抗をより高くすることができる。また、基体３１の外表面に形成される第２ＳｉＯ膜３３ｂを相対的に薄くすることで、プローブピン２０が貫通孔３２の内部で摺動することによって発生する静電気を基体３１の外表面から基体３１の外部へ逃がしやすくすることができる。すなわち、除電効果を高めることができる。したがって、実施形態に係るプローブガイド３０によれば、電気的信頼性をさらに向上させることができる。
　なお、ＳｉＯ膜３３のうち、第１ＳｉＯ膜３３ａは、たとえば、酸素含有雰囲気下において、レーザ加工によって基体３１に貫通孔３２を形成する際に生じるレーザアブレーションにより形成される酸化被膜である。また、第２ＳｉＯ膜３３ｂは、たとえば、基体３１の外表面を研磨することによって形成され得る。
　また、ＳｉＯ膜３３は、Ｔｉ（チタン）、具体的には、Ｔｉ－Ｏ化合物を含有していてもよい。これにより、絶縁抵抗をさらに高くすることができる。
　また、図３に示すように、貫通孔３２は、開口部（後述する第１開口部３２ａ）における内壁面の少なくとも一部に筋状の溝３４を有する。溝３４は、貫通孔３２の貫通方向（概ね垂直方向）に長い縦筋であり、開口部における内壁面に複数形成されている。
　プローブピン２０は、貫通孔３２の内部において上下に移動することがある。実施形態に係るプローブガイド３０は、貫通孔３２の開口部における内壁面の少なくとも一部に筋状の溝３４を有することで、プローブピン２０と貫通孔３２の内壁面との接触面積を少なくすることができる。これにより、プローブピン２０の摺動性を高めることができる。
　図４は、実施形態に係る筋状の溝３４およびその周辺に位置するボイドの模式的な拡大図である。図４に示すように、筋状の溝３４は、第１開口部３２ａから第２開口部３２ｂに向かって幅狭となる形状を有する。たとえば、筋状の溝３４の第１開口部３２ａ側の幅Ｗ１は、筋状の溝３４の第２開口部３２ｂ側の幅Ｗ２よりも大きい。なお、ここでいう幅とは、貫通孔３２の貫通方向（ここでは、Ｚ軸方向）と直交する方向における幅のことである。
　かかる構成とすることにより、プローブピン２０が上下に移動する際に、流体である空気が貫通孔３２の内壁面から剥離しにくくなり、乱流の発生が抑制される。これにより、プローブピン２０の内壁面への接触が低減されることから、プローブピン２０の摩耗を抑制することができる。
　また、筋状の溝３４の幅は、貫通孔３２の内壁面に位置するボイドＶの幅Ｗ３よりも大きい。かかる構成とすることにより、プローブピン２０と貫通孔３２の内壁面との接触面積を低減することができる。また、プローブピン２０が貫通孔３２の内部で摺動する過程で発生した摩耗粉を筋状の溝３４に捕集することができる。これにより、プローブピン２０への摩耗紛の付着が抑制されるため、プローブピン２０と貫通孔３２の内壁面との摩擦が低減され、プローブピン２０の摺動特性が向上する。
　図４では、ボイドＶの幅Ｗ３が、筋状の溝３４の第２開口部３２ｂ側の幅Ｗ２よりも小さい場合の例を示したが、ボイドＶの幅Ｗ３は、少なくとも筋状の溝３４の平均幅よりも小さければよい。また、ボイドＶの幅は、貫通孔３２の内壁面に位置する複数のボイドＶの平均幅であってもよい。
　また、筋状の溝３４は、第２開口部３２ｂよりも第１開口部３２ａに多く位置している。この場合、プローブピン２０が貫通孔３２の内部で摺動する過程で発生した摩耗粉は、ウエハから遠い第１開口部３２ａに位置する筋状の溝３４に捕集されることとなる。これにより、第２開口部３２ｂ側からの摩耗粉の落下を好適に抑制することができる。すなわち、ウエハへの捕集粉の落下を抑制することができる。
　なお、筋状の溝３４は、たとえば、レーザの照射位置、照射方向および照射領域等を適宜調節することにより、所望の位置に所望の形状で形成することが可能である。また、ボイドＶを通過するレーザは、ボイドＶが存在しない場所（つまりセラミックスが存在する場所）を通過する場合と比べて、進行方向に対するエネルギーの消費が少なくなり、その分だけ、ボイドＶの周辺においてより加工が進むこととなる。これにより、ボイドＶの幅よりも広い筋状の溝３４を形成することができる。
　また、貫通孔３２は、貫通方向中央部における内壁面の少なくとも一部に変質部３５を有する。変質部３５は、たとえば、レーザ加工によって基体３１に貫通孔３２を形成する際にレーザのエネルギーが集中することによって形成される領域であり、貫通孔３２の内壁面のその他の領域と加工状態が異なる。
　図５は、実施形態に係る変質部３５の模式的な断面図である。図５に示すように、変質部３５は、貫通孔３２の内壁面から突出する複数の突起３５ａを有する。
　このように、貫通孔３２の内壁面に突起３５ａが位置することで、プローブピン２０は、貫通孔３２の貫通方向中央部において突起３５ａと接触することとなる。これにより、プローブピン２０と貫通孔３２との接触面積を少なくすることができ、プローブピン２０の摺動性を高めることができる。また、プローブピン２０と貫通孔３２との摩擦が生じにくくなるため、摩擦による静電気の発生を抑制することができる。すなわち、プローブガイド３０の電気的特性を向上させることができる。
　また、図３に示すように、実施形態に係る貫通孔３２の貫通方向両端には、２つの開口部、具体的には、第１開口部３２ａと第２開口部３２ｂとが位置する。これらの開口部３２ａ，３２ｂは、開口面積が異なっており、第１開口部３２ａの方が、第２開口部３２ｂよりも開口面積が大きい。また、第１開口部３２ａの周縁３２ｃは、基体３１の外表面から貫通孔３２の内壁面に向かって下り傾斜する凸曲面（Ｒ面）となっている。
　なお、図３では、貫通孔３２が、第１開口部３２ａから第２開口部３２ｂに向かって漸次縮径するテーパ形状を有する場合の例を示しているが、貫通孔３２は、必ずしもテーパ状であることを要さず、たとえば直線状であってもよい。この場合も、Ｒ状の周縁３２ｃを有する第１開口部３２ａの方が、第２開口部３２ｂよりも開口面積が大きくなる。
　ここで、貫通孔３２の内壁面のうち、第２開口部３２ｂにおける内壁面の酸素含有量は、第１開口部３２ａにおける内壁面の酸素含有量よりも低い。
　第１開口部３２ａと比べて開口面積が小さい第２開口部３２ｂは、プローブピン２０の位置決め精度が高い反面、プローブピン２０との間のクリアランスが小さいため、プローブピン２０と接触しやすい。一方、内壁面の酸素含有量が少ない方が、高精度加工になり、摺動特性が良くなる。したがって、プローブピン２０と接触しやすい第２開口部３２ｂにおける内壁面の酸素含有量を低くして、第２開口部３２ｂにおけるプローブピン２０の摺動性を高めることで、プローブガイド３０の電気的特性および摺動特性をバランス良く向上させることができる。
　なお、開口部３２ａ，３２ｂの上下関係は、図３に示す例に限定されない。上述したように、第１開口部３２ａと比べて開口面積が小さい第２開口部３２ｂは、プローブピン２０の位置決め精度が高い。このため、たとえば、図１に示す２つのプローブガイド３０のうち上側のプローブガイド３０は、第２開口部３２ｂを上側に向けて、すなわち、ＳＴ基板１５側に向けて配置され、下側のプローブガイド３０は、第２開口部３２ｂを下側に向けて、すなわち、ウエハ側に向けて配置されてもよい。
（基体について）
　次に、実施形態に係る基体３１（半導体検査装置用部材の一例）の材質について説明する。上述したように、実施形態に係る基体３１を構成する炭化珪素質焼結体は、プローブガイド３０に用いられる。
　図６は、実施形態に係る炭化珪素質焼結体の結晶構造の一例を示す模式的な図である。図６に示すように、実施形態に係る炭化珪素質焼結体５０は、炭化珪素である主相５２と、炭素および窒素を含有する第１の副相５３とを有する。
　ここで、第１の副相５３は、例えば、炭素および窒素が単独で集合してなる相、または炭素および窒素の化合物であるグラファイト状の窒化炭素またはアモルファス状の窒化炭素からなる相である。なお、炭素および窒素が単独で集合してなる相とは、炭素と窒素とからなる化合物が認められず、例えば、エネルギー分散型Ｘ線分光器を備えた透過電子顕微鏡を用いて相の成分を分析したとき、炭素および窒素が同定された相をいう。
　実施形態に係る炭化珪素質焼結体５０は、第１の副相５３を上記構成とすることで、窒素によって炭素の導電性が抑制されると考えられ、高い電界強度となる電圧が印加されても高い体積抵抗率を維持することができる。なお、主相５２は、炭素および珪素以外の元素、例えば、窒素および硼素の含有量が少ないことが好適であり、主相５２を構成する炭化珪素１００質量％に対して、窒素および硼素の含有量がそれぞれ０．１１質量％以下であることが好適である。主相５２において、炭素および珪素以外の元素の含有量が制限されていることにより、炭素および珪素以外の元素を含有することによって、主相５２を構成する結晶の格子欠陥が増加することを抑えることができる。すなわち、格子欠陥を通じて電流が流れることによる体積抵抗率の低下を抑制できるので、体積抵抗率のより大きな炭化珪素質焼結体とすることができる。
　なお、第１の副相５３は、断面の形状が、円形状の相であることが好適で、主相５２に生じる残留応力を小さくできるため、機械的特性が低下しにくくなる。
　また、第１の副相５３における炭素および窒素の各含有量は、第１の副相５３を構成する元素に対して、例えば、炭素が３０原子％以上８０原子％以下，窒素が２０原子％以上７０原子％以下であると、高い電界強度となる電圧が印加されても高い体積抵抗率を維持することができるため好適である。また、炭素および窒素以外にもこれら元素の各含有量よりも少ない範囲であれば、硼素，珪素およびアルゴンの少なくともいずれかを含んでいてもよい。例えば、硼素，珪素およびアルゴンは、第１の副相５３を構成する元素に対して、合計量が２５原子％以下の範囲で含有することができる。
　なお、第１の副相５３における各元素の含有量（原子％）は、エネルギー分散型Ｘ線分光器を備えた透過電子顕微鏡を用いた薄膜近似法により求めることができる。なお、測定時間および測定エネルギー幅は、例えば、５０秒および０．１４～２０．５ｋｅＶとすればよい。
　また、実施形態に係る炭化珪素質焼結体５０は、炭化珪素質焼結体１００質量％に対する窒素の含有量が０．３質量％以上１質量％以下であると、炭化珪素質焼結体５０の体積抵抗率を高く維持でき、さらに、静的弾性率，機械的強度等の機械的特性を高く維持できる傾向がある。
　また、実施形態に係る炭化珪素質焼結体５０は、窒化硼素を第２の副相５４としてさらに有することが好適である。
　窒化硼素を第２の副相５４として有すると、高い電界強度となる電圧が印加されても、炭化珪素より電気が通りにくい第２の副相５４の存在によって、体積抵抗率をより高く維持できる。
　また、実施形態に係る炭化珪素質焼結体５０は、窒化硼素を第２の副相５４として有する場合、炭化珪素質焼結体１００質量％に対する窒素の含有量は、窒化硼素を構成する窒素の含有量を含め、０．５５質量％以上１．２質量％以下であると、炭化珪素質焼結体５０の体積抵抗率をより高く維持できる傾向があり、さらに静的弾性率，機械的強度等の機械的特性をより高く維持できる傾向があり好適である。
　また、実施形態に係る炭化珪素質焼結体５０において、主相５２、第１の副相５３および第２の副相５４の最大結晶粒子径は、１０μｍ以下であることが好適である。ウエハ上に形成されるＬＳＩチップは高密度化しており、これに伴い、貫通孔３２間のピッチおよび貫通孔３２の開口面積は小さくなる傾向になる。炭化珪素質焼結体５０における最大結晶粒子径を１０μｍ以下とすることで、貫通孔３２間のピッチおよび貫通孔３２の開口面積が小さくなった場合でも、貫通孔３２を高精度に形成することができる。
　ここで、炭化珪素質焼結体５０に含まれる第１の副相５３および第２の副相５４の存在の確認方法について説明する。
　まず、炭化珪素質焼結体５０を、アルゴン（Ａｒ）イオンを用いたイオンミリング法により薄膜化する加工をして観察用試料を作製する。なお、薄膜化した観察用試料は、例えば１ｍｍ程度の厚さに切断したのち、観察したい箇所を中心として、測定に用いる装置のホルダーに装着できる寸法に打ち抜いて用いる。
　そして、エネルギー分散型Ｘ線分光器を備えた透過電子顕微鏡を用い、例えば、観察用試料を倍率，加速電圧および観察範囲をそれぞれ１２５００倍、２００ｋＶ，１４．５μｍ×１４．５μｍとして各相の成分を同定することで第１の副相５３および第２の副相５４の存在を確認できる。
　また、炭化珪素質焼結体に含まれる各相の成分の含有量は以下のようにして求めることができる。
　まず、ＩＣＰ発光分光分析法または蛍光Ｘ線分析法により炭化珪素質焼結体に含まれる珪素および硼素の各含有量を求める。ＩＣＰ発光分光分析法による含有量の具体的な求め方は、前処理として炭化珪素質焼結体の一部を超硬乳鉢にて粉砕した試料にホウ酸および炭酸ナトリウムを加えて融解する。そして、放冷した後に塩酸溶液にて溶解し、溶解液をフラスコに移して水で標線まで薄めて定容とし、検量線用溶液とともにＩＣＰ発光分光分析装置で測定することにより、珪素の含有量を求めることができる。なお、硼素の含有量を求める場合には、前処理として炭化珪素質焼結体５０の一部を超硬乳鉢にて粉砕した試料に炭酸ナトリウムのみを加えて融解し、その他は前述の珪素の場合と同様にすればよい。
　また、炭化珪素質焼結体５０に含有する炭素および窒素の含有量は、ＪＩＳ　Ｒ　１６１６－２００７で規定される炭化珪素微粉末の化学分析方法に準拠して測定すればよく、より具体的には、炭素については赤外線吸収法を、窒素については熱伝導度法を用いればよい。
　次に、炭化珪素質焼結体５０を構成する主相５２の組成式を、ＣｕＫα線を用いたＸ線回折法によって同定し、主相５２に、炭化珪素以外の成分、例えば、硼素または窒素を固溶する場合は、Ｘ線回折法により得られたスペクトルをリートベルト法により解析して主相５２中の硼素、窒素の各固溶量（各含有量）を決定する。
　そして、例えば、炭化珪素質焼結体５０が炭化珪素（主相５２）、炭素および窒素が単独で集合してなる相（第１の副相５３）ならびに窒化硼素（第２の副相５４）の相からなるものであった場合、珪素の含有量から、主相５２中の炭素の量を算出し、主相５２中の炭素の量を炭化珪素質焼結体５０中の炭素の量から差し引くことで第１の副相５３中の炭素の量を算出できる。また、炭化珪素質焼結体５０に含まれる硼素の含有量を第２の副相５４中の硼素とみなし、硼素の量から第２の副相５４中の窒素の量を算出し、第２の副相５４中の窒素の量を炭化珪素質焼結体５０中の窒素量から差し引くことで第１の副相５３中の窒素の量を算出できる。すなわち、第１の副相５３の含有量を算出することができる。なお、主相５２に硼素を含有している場合は、第２の副相５４中の硼素の量は、炭化珪素質焼結体５０に含まれる硼素の含有量から主相５２中の硼素の含有量を差し引いた量とみなせばよい。
　また、実施形態に係る炭化珪素質焼結体５０は、炭化珪素の結晶多形のうち３Ｃ型および４Ｈ型の比率の合計が２０％以下であることが好適である。
　炭化珪素には、結晶構造および積層周期の違いにより分類される結晶多形として、２Ｈ型、３Ｃ型、４Ｈ型、６Ｈ型、１５Ｒ型、３３Ｒ型等が存在することが知られている。一般的に、炭化珪素質焼結体は、結晶多形として、β型とも言われる３Ｃ型と、α型とも言われる４Ｈ型、６Ｈ型および１５Ｒ型がある。そして、３Ｃ型および４Ｈ型は格子欠陥を多く含む結晶多形であるので、炭化珪素の結晶多形のうち３Ｃ型および４Ｈ型の比率の合計が２０％以下とすることで、格子欠陥を通じて電流が流れることによる体積抵抗率の低下を抑制することができるため、体積抵抗率のより大きな炭化珪素質焼結体５０とすることができる。
　なお、各結晶多形の定量化は、Ｘ線回折法により得られたスペクトルをリートベルト法により求めればよく、各結晶多形の定量化した値に基づき、３Ｃ型および４Ｈ型の比率を求めればよい。
　また、実施形態に係る炭化珪素質焼結体５０において、硼素の含有量が０．５質量％以下であることが好適である。
　硼素の含有量を制限することにより、硼素を含有することによる炭化珪素の結晶の格子欠陥の増加を抑制することができるため、炭化珪素質焼結体５０の体積抵抗率を高く維持することができる。
　また、実施形態に係る炭化珪素質焼結体５０は、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、バナジウム、ジルコニウムおよびタングステンの含有量がそれぞれ２００質量ｐｐｍ以下であることが好適である。
　このような構成とすることで、電気の流れを促進する金属成分の量が制限され、電気が流れにくくすることができることから、より大きな体積抵抗率を維持できる窒化珪素質焼結体５０とすることができる。これら金属成分の各含有量は、ＩＣＰ発光分光分析法または蛍光Ｘ線分析法により求めればよい。
　また、実施形態に係る炭化珪素質焼結体５０は、相対密度が９６．５％以上であることが好適である。
　このような構成とすることで、炭化珪素質焼結体５０の機械的強度を高く維持することができる。なお、炭化珪素質焼結体５０の相対密度は、ＪＩＳ　Ｒ　１６３４－１９９８に準拠して炭化珪素質焼結体５０の見掛密度を求め、この見掛密度を炭化珪素質焼結体５０の理論密度で除すことにより求めればよい。
　また、実施形態に係る炭化珪素質焼結体５０は、両主面に銀からなる電極を形成し、この電極間に６００Ｖ／ｍｍの電界強度となる電圧を印加したときの体積抵抗率が１０７Ω・ｍ以上１０１０Ω・ｍ以下であることが好適である。
　炭化珪素質焼結体５０の体積抵抗率が上記範囲であると、例えば、炭化珪素質焼結体５０を静電吸着部材として用いたとき、６００Ｖ／ｍｍという高い電界強度となる電圧が印加されても高い体積抵抗率を維持することができるため、信頼性が高いものとすることができる。さらに、体積抵抗率が上記の範囲においては、ジョンソン・ラーベック力が得られ、静電吸着部材として高い吸着力を得られる傾向がある。
　また、炭化珪素質焼結体５０の体積抵抗率が、上記範囲であると、例えば、炭化珪素質焼結体５０を半導体検査装置用部材として用いたとき、印加される電圧が低いため、１０９Ω・ｃｍ程度の体積抵抗率を維持することで、プローブピン２０同士がセラミックスの隔壁を介して導通してしまう等の電気的な不具合が発生することを抑制することができることから、信頼性が高いものとすることができる。あわせて、炭化珪素質焼結体５０に接する半導体の静電気を除去しやすくなる傾向がある。
　なお、体積抵抗率は、ＪＩＳ　Ｃ　２１４１－１９９２に準拠して求めればよい。具体的には、体積抵抗率を測定するための炭化珪素質焼結体５０の試験片は、直径および厚さがそれぞれ５０ｍｍ、２．５ｍｍの円板を用い、試験片の両主面には、銀からなる電極を形成し、この電極間に６００Ｖ／ｍｍの電界強度となる電圧を印加したときの体積抵抗率を求めればよい。
　まず、純度が９９．８質量％である炭化珪素質粉末を準備し、水と、分散剤とを添加してボールミルに入れて５０時間粉砕混合してスラリーとした。そして、このスラリーに、炭化珪素質粉末１００質量部に対し、炭化硼素粉末０．４質量部、フェノール樹脂を炭素換算で１．４質量部および結合剤を添加して粉砕混合した後、噴霧乾燥することにより主成分が炭化珪素の顆粒を得た。
　次いで、得られた顆粒を用いて、ロールコンパクション法により成形体を得る。そして、得られた成形体を窒素雰囲気中にて、２０時間で昇温して６００℃で５時間保持した後、自然冷却して脱脂し、脱脂体とした。次に、得られた脱脂体をアルゴンガスと窒素ガスとを所定の体積比率（アルゴンガス：窒素ガス＝７５～８５：１５～２５）で混合した混合ガスの雰囲気中で、圧力を０．１１ＭＰａ、最高温度を２１５０℃として、４時間保持して焼成することにより、厚さ０．３ｍｍの板状の炭化珪素質焼結体５０を作製した。そして、作製した炭化珪素質焼結体５０の一方の面から大気雰囲気下にて、レーザを照射して、炭化珪素質焼結体５０に開口幅５０μｍの四角形状の貫通孔を形成した。このときのレーザ照射によって貫通孔の内壁面にＳｉＯ膜が形成される。また、得られた炭化珪素質焼結体５０の外表面を研磨することにより、炭化珪素質焼結体５０の外表面にＳｉＯ膜を形成した。これにより、実施例に係るプローブガイドを得た。
　なお、上述したスラリーに、炭化珪素質粉末１００質量部に対し、炭化硼素粉末０．４質量部と、フェノール樹脂を炭素換算で１．４質量部と、純度が９９．８質量％である窒化硼素粉末を０．１～１．０質量部と、結合剤とを添加して粉砕混合した後、噴霧乾燥することにより主成分が炭化珪素であって、平均粒径が８０μｍである顆粒を得てもよい。この顆粒を用いることで、第２の副相５４を有する炭化珪素質焼結体５０を得ることができる。
　その後、貫通孔の内壁面を光学式顕微鏡もしくは、走査型電子顕微鏡を用いて撮影した。得られた画像を図７～図９に示す。図７は、実施例に係るプローブガイドが有する貫通孔の第１開口部における内壁面の観察写真であり、図８は、実施例に係るプローブガイドが有する貫通孔の貫通方向中央部における内壁面の観察写真であり、図９は、実施例に係るプローブガイドが有する貫通孔の第２開口部における内壁面の観察写真である。なお、第１開口部は、炭化珪素質焼結体５０のレーザ照射面に形成される開口部である。
　図７に示すように、第１開口部における内壁面には、多数のボイドが露出しており、かかる内壁面に筋状の溝が位置している。また、図８に示すように、貫通方向中央部における内壁面には、凹凸状の変質部が位置している。
　また、図７～図９に示す各位置における酸素の含有量をＩＣＰ発光分光分析法または蛍光Ｘ線分析法により測定した。その結果、第１開口部における内壁面の酸素含有量は、４．２％であったのに対し、第２開口部における内壁面の酸素含有量は、２．２％であった。これにより、第２開口部における内壁面の酸素含有量は、第１開口部における内壁面の酸素含有量よりも低いことがわかる。
　上述してきたように、実施形態に係るプローブガイドは、プローブピンを案内するプローブガイドであって、セラミックスからなり、前記プローブピンが挿通される複数の貫通孔を有する基体を備える。また、基体は、少なくとも貫通孔の一部にＳｉＯ膜を有する。
　これにより、プローブピンと接触する箇所の絶縁抵抗が増加することで、電気的信頼性を高めることができる。
　今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
１　　　：プローブカード
２　　　：貫通孔
１０　　：プリント配線基板
１５　　：ＳＴ基板
１６　　：接点部材
２０　　：プローブピン
３０　　：プローブガイド
３１　　：基体
３２　　：貫通孔
３２ａ　：第１開口部
３２ｂ　：第２開口部
３３　　：ＳｉＯ膜
３４　　：溝
３５　　：変質部
３５ａ　：突起
５０　　：炭化珪素質焼結体
５２　　：主相
５３　　：第１の副相
５４　　：第２の副相

Claims (9)

  1. 　プローブピンを案内するプローブガイドであって、
    　セラミックスからなり、前記プローブピンが挿通される複数の貫通孔を有する基体を備え、
    　前記基体は、少なくとも前記貫通孔の一部にＳｉＯ膜を有する、プローブガイド。
  2. 　前記貫通孔の内壁面における前記ＳｉＯ膜は、前記基体の外表面における前記ＳｉＯ膜よりも厚い、請求項１に記載のプローブガイド。
  3. 　前記ＳｉＯ膜は、Ｔｉを含有する、請求項１または２に記載のプローブガイド。
  4. 　前記貫通孔は、開口部における内壁面の少なくとも一部に筋状の溝を有する、請求項１～３のいずれか一つに記載のプローブガイド。
  5. 　前記貫通孔は、
    　第１開口部と、
    　前記第１開口部の反対側に位置し、前記第１開口部よりも開口面積が小さい第２開口部と
    　を有し、
    　前記筋状の溝は、前記第１開口部から前記第２開口部に向かって幅狭となる形状を有する、請求項４に記載のプローブガイド。
  6. 　前記筋状の溝の幅は、前記内壁面に位置するボイドの幅よりも大きい、請求項４または５に記載のプローブガイド。
  7. 　前記筋状の溝は、前記第２開口部よりも前記第１開口部に多く位置している、請求項４～６のいずれか一つに記載のプローブガイド。
  8. 　前記貫通孔は、貫通方向中央部における内壁面の少なくとも一部に突起を有する、請求項１～７のいずれか一つに記載のプローブガイド。
  9. 　前記貫通孔は、第１開口部と、前記第１開口部よりも開口面積が小さい第２開口部とを備え、
    　前記貫通孔の内壁面のうち、前記第２開口部における内壁面の酸素含有量は、前記第１開口部における内壁面の酸素含有量よりも低い、請求項１～８のいずれか一つに記載のプローブガイド。
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